科技賦能 持續(xù)創(chuàng)新 中國能建華北院諧振治理技術(shù)之路
來源：中國能建 時間：2024-05-22 17:22
原標題：中國能源報：科技賦能 持續(xù)創(chuàng)新 中國能建華北院諧振治理技術(shù)之路
建立支撐清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型能源體系，是能源領(lǐng)域發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重中之重?！笆奈濉币詠?，以新能源為主力電源的綜合能源大基地成為主要開發(fā)模式，新型電力系統(tǒng)的高比例可再生能源和高比例電力電子設備“雙高”特性日益凸顯，在大規(guī)模新能源通過特高壓通道外送、新能源打捆火電等送端系統(tǒng)中，寬頻振蕩問題是影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素之一。
日前，中國能建華北院中標托克托發(fā)電有限責任公司百萬千瓦新能源打捆外送項目次同步諧振治理工程EPC總承包工程。該項目開創(chuàng)了次同步諧振研究在風電+火電+串補領(lǐng)域的新篇章，標志著華北院次同步諧振治理總承包業(yè)務從傳統(tǒng)的“火電+串補”模式成功進階至“新能源+火電+串補”模式。
華北院諧振治理研究團隊從1994年的次同步諧振（振蕩）起步，到2024年的寬頻振蕩研究，整整走過30個年頭。合抱之木，生于毫末，30年的諧振治理技術(shù)攻關(guān)之路，也是華北院30載創(chuàng)新發(fā)展的生動縮影。
一、石以砥焉，太行絕壁一鑿穿
20世紀80年代，華北院提出規(guī)劃在托克托建設大型火電廠，通過4回500kV線路加串聯(lián)電容補償?shù)姆绞剑斔?00萬到700萬千瓦裝機容量。在我國能源版圖上寫下了“西電東送”的重要一筆。
如何確保電力既要送得出、系統(tǒng)又能安全穩(wěn)定運行？描繪著托克托電廠（以下簡稱：托電）大型煤電基地美好圖景的同時，華北院把實現(xiàn)托電大容量、遠距離、安全經(jīng)濟的電力輸送設為科技攻關(guān)的重點方向。1994年，華北院啟動“串補輸電及抑制嚴重次同步諧振技術(shù)研發(fā)及應用”專題研究。隨著研究的深入，華北院意識到托克托電廠加串補送出可能會引起嚴重的次同步諧振問題。
國家電網(wǎng)公司和大唐集團多次邀請多家國外著名的跨國公司進行風險評估、抑制治理措施的研究討論，從為數(shù)不多的治理措施中逐漸聚焦到GE公司的阻塞濾波器方案，華北院作為業(yè)主工程師全程參與，成為國內(nèi)最早提出利用阻塞濾波器解決次同步諧振并開展研究的電力咨詢企業(yè)。
托電采用的串補加阻塞濾波器輸電方案，是國內(nèi)首次、世界上規(guī)模最大、系統(tǒng)最復雜的案例。由于對機組參數(shù)不準確程度的估計不足，據(jù)此開展的設計工作在阻塞濾波器組投切驗證試驗時，引發(fā)了嚴重的異步自激磁現(xiàn)象，導致試驗機組直接跳閘。如果不能找到行之有效的電氣參數(shù)辨識方法，電廠花費幾億元的阻塞濾波器將無法發(fā)揮作用。華北院主動扛起責任，重新對同步發(fā)電機的異步運行狀態(tài)進行建模，自主提出在異步自激磁方式下的同步發(fā)電機電氣參數(shù)辨識方法和試驗方案，得到了準確的發(fā)電機參數(shù)；并獨立自主研發(fā)了特征根計算程序，拿到了阻塞濾波器的系統(tǒng)設計的又一把利器。
小試鋒芒后，設計人員進一步創(chuàng)新，提出了在GE設計的阻塞濾波器的電抗器回路加裝小電阻的解決方案，成功解決了遺留問題。2011年，托電前四期的阻塞濾波器和渾源串補得以投入運行，保證了四期工程成功送電。
有了托電四期的研究和工程經(jīng)驗，華北院乘勝追擊，立刻投入到研究阻塞濾波器難以同時很好抑制機網(wǎng)復合共振和異步自勵磁的問題上。2015年首次提出“有效抑制三種形式次同步諧振的阻塞濾波器”技術(shù)，阻塞濾波器的性能和應用效果大幅度提升。在托電五期機組次同步諧振治理工程中，華北院大膽預估，提出從機組生產(chǎn)階段就開展軸系優(yōu)化工作，降低了工程難度，五期次同步諧振治理的阻塞濾波器一次性通過驗證試驗、投產(chǎn)成功，實現(xiàn)治理措施與機組同步投產(chǎn)，同時完成了阻塞濾波器技術(shù)從設計到施工的全鏈條國產(chǎn)化。
托電送出工程在遠距離安全經(jīng)濟輸電方面達到了世界領(lǐng)先水平，標志著華北院完全掌握了串補加阻塞濾波器輸電這一先進技術(shù)，多項技術(shù)突破填補了國內(nèi)研究空白，澄清了認識誤區(qū)，加速了次同步諧振風險評估和治理領(lǐng)域的技術(shù)進步。
隨著問題一項項解決，華北院憑借科研創(chuàng)新的技術(shù)實力贏得了業(yè)主的信任?！∈皂蒲?，化鈍為利。只有不斷在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題，才能不斷磨礪自己，突破束縛發(fā)展的不利因素。
二、化鈍為利，創(chuàng)新迸發(fā)新動能
創(chuàng)新永無止境！“十四五”以來，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)開始向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，火電+新能源一體化基地項目在國內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)?；陌l(fā)展態(tài)勢，可能引發(fā)嚴重的寬頻振蕩問題，成為制約新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重要技術(shù)難題之一。
華北院自主開發(fā)了阻抗分析法計算程序包，形成了一套完整的解決該類型工程項目的研究方法，開拓了火電+新能源基地打捆外送次同步諧振風險評估的新業(yè)務，繼續(xù)帶動次同步振蕩風險評估和治理措施研究業(yè)務向新型電力系統(tǒng)縱深發(fā)展。
華北院次同步諧振研究團隊在解決工程實際問題的同時，不斷攻克一個個難題，取得一項項技術(shù)突破，確保華北院在次同步諧振問題技術(shù)研究方面處于國際領(lǐng)先地位，確立了在該領(lǐng)域的技術(shù)權(quán)威。先后獲得省部級獎項2項、行業(yè)獎項13項、上級單位和公司級獎項4項、發(fā)明專利8項、實用新型專利3項、軟件專有技術(shù)1個，作為牽頭單位編寫次同步諧振相關(guān)的2項行業(yè)標準，樹立了次同步諧振的行業(yè)標桿。
三、引領(lǐng)市場，轉(zhuǎn)型創(chuàng)造新局面
近年來，華北院開展的國華錦界電廠采用SVC技術(shù)抑制次同步諧振工程研究、忻州串補站初設搖擺電流計算、托克托電廠SSR抑制與保護工程的專題研究、特高壓示范工程的相關(guān)問題的配合研究及上都電廠TSR和SEDC前期工程配合等一批應用新技術(shù)的研究報告，憑借較高的技術(shù)水平和成品質(zhì)量，得到業(yè)內(nèi)及有關(guān)部門的認同和贊許。
憑借在次同步諧振（振蕩）評估治理方面樹立的行業(yè)領(lǐng)先地位，次同步諧振團隊引領(lǐng)華北院公司簽訂了一批技術(shù)含量高的優(yōu)質(zhì)項目，實現(xiàn)了科技創(chuàng)新的市場轉(zhuǎn)化，為公司轉(zhuǎn)型發(fā)展持續(xù)助力。
作為國內(nèi)唯一掌握阻塞濾波器組抑制措施核心技術(shù)的工程公司，華北院先后獲得托克托電廠五期機組次同步諧振治理工程總承包項目（國內(nèi)首個次同步諧振治理總包項目）、蒙能錫林熱電廠次同步諧振治理工程等多項總承包項目。
“十四五”以來，華北院更是憑借新型電力系統(tǒng)下寬頻振蕩研究能力，開拓了風+光+火基地打捆外送基地、高比例新能源基地等以新能源為主體的項目從寬頻振蕩風險評估到治理措施全過程、全鏈條的新業(yè)務，承接了多項新能源打捆外送項目次同步諧振問題研究。
此次中標的托電風火打捆基地外送項目次同步諧振治理工程EPC總承包工程，進一步夯實次同步諧振研究在新能源+火電+串補領(lǐng)域的研究成果，持續(xù)地將科技項目成果轉(zhuǎn)化為實際工程項目應用。
四、星火賡續(xù)，團隊傳承新方向
研究創(chuàng)新是一個人的信念、擔當和執(zhí)著，更是團隊的一種精神、一份傳承。華北院次同步諧振研究團隊，從1994年的王紹德同志帶領(lǐng)次同步諧振探索到2024年的任樹東同志接續(xù)寬頻振蕩研究，從兩三人的“小米加步槍”手工計算到十數(shù)人的團隊現(xiàn)代化仿真研究手段，從60后、70后的守望堅持到80后、90后乃至00后的接續(xù)創(chuàng)新，彈指三十載，次同步諧振研究團隊總計完成3700余相次試驗，獲得近2600個寶貴的試驗數(shù)據(jù)文件，100余卷研究報告……
技術(shù)的積累，團隊的壯大，次同步諧振研究團隊用兩代人、三十年呵護了這份堅守，如今團隊仍在創(chuàng)新研究的路上，青年一代將繼續(xù)秉持刻苦鉆研、堅持拼搏、樂觀向上的團隊協(xié)作精神，頂住壓力、克服困難，履行華北院人的責任與擔當，以自己心中對事業(yè)的熱愛與執(zhí)著，默默奉獻自己的光和熱，沿著前輩們的足跡，繼續(xù)以堅持和創(chuàng)新為利器，在發(fā)展華北院新質(zhì)生產(chǎn)力的道路上走得更遠！
責任編輯：余璇
